[发明专利]基于特征的蒙皮镜像铣削工艺决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于特征的蒙皮镜像铣削工艺决策方法，尤其是一种蒙皮镜像铣削工艺决策方法，属于数控加工技术领域。

背景技术

随着飞机结构设计的不断更改，蒙皮零件的传统加工方式化铣因其环境污染已经不再适用于新型铝锂合金蒙皮的加工，同时五轴机械铣因为加工颤振也无法适应于新型带有减重设计蒙皮的加工，因此出现了一种新型蒙皮数控加工方法，蒙皮镜像铣削方法。目前，蒙皮镜像铣削加工方法的工艺决策都是依靠工艺员的经验、技艺、诀窍等，对人的依赖性比较大，导致加工效率低，加工成本高，工艺决策质量主要依赖于个人的经验技术水平。因此目前急需一种自动工艺决策方法，提高加工效率，降低加工成本。

查阅现有文献与技术发现，D.N.Sormaz等人在论文“Process planning knowledge representation using an object-oriented data model”中提出面向对象的工艺决策知识表示方法，通过构建语义网，建立加工过程与特征、机床、刀具的关系，可以实现多个工艺方案的自动决策；王大康等人在论文“智能化CAPP系统的工艺决策”中把基于规则的知识表示语言和过程语言结合起来，使过程化知识的规则表示变得容易，进而使用产生式规则表示法构建知识库，采用演绎推理式的推理机，实现了自动工艺决策。上述方法中虽然都可以实现自动工艺决策，但是主要针对的是数控加工方法、加工刀具、数控加工参数的决策，而由于蒙皮镜像铣设备的特殊需求需要对零件进行区域划分后再工艺决策，通过调用机床控制指令实现机床的进退刀，因此上述方法不能满足要求。

针对以上问题本专利提出一种基于特征的蒙皮镜像铣削工艺决策方法，该方法针对蒙皮镜像铣设备的特殊需求先对零件进行区域划分，然后对划分区域进行加工顺序、加工参数、进退刀参数和机床控制指令的自动决策，减少对人的经验的依赖性，自动化程度高，提高加工效率，降低加工成本。

发明内容

本发明的目的是针对蒙皮镜像铣设备的特殊需求对零件进行区域划分，再对划分区域进行工艺决策，而目前工艺决策都是依靠工艺员的经验、技艺、诀窍等，对人的依赖性比较大的等一系列问题，发明一种基于特征的蒙皮镜像铣削工艺决策方法。

一种基于特征的蒙皮镜像铣削工艺决策方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤1、输入工艺决策所需要的基本信息；

步骤2、根据所输入的信息进行加工区域划分；

步骤3、对划分的区域进行特征重构；

步骤4、对每个加工特征的工艺参数的自动决策；

步骤5、对重构后的特征进行加工顺序的自动决策；

步骤6、根据工艺参数构造工艺下陷面；

步骤7、对每个加工特征的加工进退刀参数进行自动决策；

步骤8、自动决策机床控制指令；

步骤9、将工艺决策结果保存并输出。

所述的区域划分，由于蒙皮镜像铣设备的特殊工艺需求以及加工过程中为了保证零件的刚性，需要根据区域划分规则对蒙皮进行区域划分，按照划分区域进行分区加工。具体的区域划分规则如下：

首先，为了保证蒙皮零件的加工刚性所分区域尺寸要小于所规定的最大的区域尺寸并且保证零件的刚性。

其次，避免排架与蒙皮镜像铣机床的顶撑装置发生干涉。

最后，为了保证加工特征的完整性，区域划分时避开特征较多的区域。

所述的特征重构，由于部分划分区域内包含碎面或在区域划分时将一个完整的特征一分为二形成分割曲面，为了保证生成刀轨的正确性，需要对碎面和分割曲面进行特征重构，得到实际加工所需要的特征。碎面的特征重构方法是先将碎面进行重构，再将拟合后的面添加到特征信息库中，分割曲面的特征重构方法是先提取分割曲面特征再添加到特征信息库中。

所述的工艺参数的自动决策，根据蒙皮镜像铣数控编程工艺规范，参考基于特征表达工艺规则及工艺方案，进而基于特征进行工艺参数决策。决策的工艺参数主要有刀具、刀具有效切削半径、刀轨间距范围、钻孔深度以及切削参数。

所述的加工顺序的自动决策，首先按加工区域分步加工，其次根据切削参数将蒙皮零件进行加工层次划分，每个加工区域内按照从厚到薄的顺序进行分层加工，最后进行钻孔、铣通窗和切边。最后在同一层特征的加工过程中按照就近原则进行加工。就近原则如下：